186651. lajstromszámú szabadalom • Atomerőművi reaktordiagnosztikai mérőlánc rendszer
1 186 651 2 A találmány tárgya sokcsatornás atomeró'művi reaktoidiagnosztikai mérőlánc rendszer, amely különféle atomerőművi érzékelők, pl. neutrondetektorok, nyomástávadók és termoelemek jelét reaktordiagnosztikai célú felhasználásra alkalmas módon kezeli. Az atomerőműben telepített üzemi érzékelők diagnosztikai felhasználása, illetve külön diagnosztikai céllal érzékelők telepítése napjainkban kialakuló tevékenység. A diagnosztikai tevékenység célja az atomerőművek esetében is hozzájárulás a biztonságos és gazdaságos üzemeltetéshez. A diagnosztikai eredmények hasznosítása két területen várható. Az egyik terület az üzemvitel közvetlen befolyásolása a különféle berendezések műszaki állapota nagyobbmérvű, gyors üzemzavarra vezető változásának jelzésével. A diagnosztika másik területe a berendezések, a folyamatok rendszeres ellenőrzése, amely alapján megfigyelhétők a lassú változások. Ezek alapján optimális karbantartási stratégia alakítható ki. Ismeretesek reaktordiagnosztikai célberendezések, amelyek egyes megfigyelési feladatok ellátására alkalmasak egy-egy konkrét reaktortípusnál. Ilyenek az aktív zónát tartó .,kosár” mozgását (core barrel motion) figyelő berendezések, az elszabadult részeket figyelő (looseparts monitoring) rendszerek. Ide sorolható például a Paksi Atomerőműben is működő kontaktmentes hűtőközegforgalom mérő berendezés is. Ezekhez a célberendezésekhez általában hozzá tartozik a megfelelő érzékelő, a feladat kívánalmait kielégítő kábelt és erősítőt tartalmazó mérőlánc és a kiértékelő-kijelző egység is. A fent említett célberendezések körén kívül léteznek különféle érzékelőkhöz kifejlesztett speciális diagnosztikai mérőláncok is. Mindezen berendezésekről elmondhatjuk, hogy egy-egy meghatározott érzékelőhöz, érzékelő típushoz csatlakoztathatók, kezelésük, ellenőrzésük különböző kábelrendszert igényel. Általában csak kevés feladat ellátására, redukált információmennyiség átvitelére alkalmasak. Ha teijes információátvitelre, pl. egy kismértékben fluktuáló átlagérték-jel továbbítására van szükség, a mérőláncot igen nagy dinamikára (5-6 nagyságrend) kell tervezni, ami nagyon megdrágítja a rendszert. Találmányunk célja olyan mérőlánc rendszer létrehozása, amelyben az érzékelők különbözőségétől függetlenül azonos, vagy legalábbis azonos elvi felépítésű, azonosan kezelhető mérőláncok vannak. A reaktordiagnosztikai felhasználás kívánalmainak megfelelően a mérőláncaink mind az érzékelők jelében található átlagérték információt, mind pedig az átlagérték körüli ingadozásban rejlő diagnosztikai információt zajos ipari környezetben nagy távolságra képesek eljuttatni. Ezt úgy éljük el, hogy az érzékelők közelében telepített előerősítőkben az alapjelről leválasztjuk az ingadozó jelösszetevőt és megfelelő erősítés után külön jelként továbbítjuk. A kettős jelútnak megfelelően a központi egységben két egymás melletti főerősítő egység fogadja az alapjelet és az ingadozó jelösszetevőt. A zavarmentesség érdekében az előerősítők áramjel formájában továbbítják a jeleket a főerősítőkbe. Az alapjel-főerősítők kimenete átlagérték-mérő egységre van kapcsolva, az ingadozójelfőerősítők kimenete pedig RMS-mérő egységgel és mérőkimenetekkel van összekötve. Az egyidejűleg rögzített különféle jelek közti összefüggések kiértékelésének lehetővé tételére a mérőláncok átviteli tulajdonságai széles frekvenciatartományban azonosak. A rendszer központi egységében a főerősítőkön kívül a mérőláncok ellenőrzéséhez, beállításához szükséges mérőműszereket és monitorokat is hiánytalanul beépítettük. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján részletesen ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti mérőlánc rendszer analóg jelátvitelű változatának vázlata, a 2. ábra frekvenciajel feldolgozó mérőlánc vázlata, és a 3. ábra az egész reaktordiagnosztikai mérőlánc rendszer vázlata. Az 1. ábra a találmány szerinti reaktordiagnosztikai mérőlánc rendszer vázlata. Az 1. ábra a találmány szerinti reaktordiagnosztikai mérőlánc analóg jelátvitelű változatának vázlatát mutatja be. Az előerősítő egység az 1/1 bemenő áramkörből, az 1/2 erősítőből, az 1/3 kimenő áramkörből, az 1/4 reléből, az 1/5 felüláteresztő szűrőből, az 1/6 erősítőből, az 1/7 stabilizátorból és az 1/8 tápegységből tevődik össze. A 3/1 bemenő áramkör, a 3/4 kimenő áramkör és a vezérlő áramkör az aiapjel-főerősítőt, az 5/1 bemenőáramkör, az 5/2 aluláteresztő szűrő, az 5/3 erősítő és az 5/4 kimenő áramkör pedig az ingadozójei-főerősítőt alkotja. A 12 stabilizátor a főerősítők kisebb csoportját látja el a szükséges stabilizált tápfeszültségekkel. Az elő^ erősítő 1/1 bemenő áramköre az érzékelő fajtájától vagy a csatlakozás módjától függő külön feladatokat lát el. Ezek a feladatok a következők lehetnek: áram-feszültség átalakítás, galvanikus leválasztás, demodulálás. A távvezérelt 1/2 erősítő a teljes érzékelőjelet V-os nagyságrendűvé erősíti. Ha az 1/1 bemenő áramkör feladata csupán az áram-feszültség átalakítás, az 1/1 bemenő áramkör és az 1/2 erősítő nem különül el egymástól, átalakítás és távvezérelt erősítés helyett távvezérelt átalakítási tényezővel áram-feszültség átalakítás történik. Az 1/2 erősítő távvezérlését az 1/4 relé segítségével oldjuk meg. A relék a megfelelő bemenő érzékenység beállításához változtatják az 1/2 erősítő egyes áramköri elemeit. Az 1/3 kimenő áramkör az érzékelő felerősített alapjelét áramjel formájában küldi a hosszú kábelúton az alapjel-főerősítőbe. A diagnosztikai információt tartalmazó ingadozó jelet a kis határfrekvenciájú 1/5 felületáteresztő szűrő különíti el a teljes alapjeltől. Az ingadozó jelösszetevő ezután az 1/6 erősítőbe jut. Az 1/6 erősítése az érzékelő típusnak megfelelően különböző értékre állítható egy belső kapcsolósor segítségével. Az ingadozójel ugyancsak egy 1/3 kimenő áramkörön keresztül, áramjelként indul a központi egységhez. A helyi 1/7 stabilizátor a központi egységből jövő tápfeszültséget közvetíti az előerősítő áramköreihez. A leválasztott 1/8 tápegység galvanikus leválasztás esetén szükséges csak, amikor az 1/1 bemenő áramkör független tápfeszültség ellátását biztosítja. Az alapjel-főeró'sítő 3/1 bemenő áramköre az áramjelet feszültségjellé alakítja vissza. Kimenetére a 3/4 kimenő áramkör csatlakozik. A 3/5 vezérlő áramkör segítségével vezérelhetők az előerősítőben levő méréshatár beállító reed-relay-k. Az ingadozójel-főerősítő az 5/1 bemenő áramkörrel kezdődik. Itt az áramjel feszültségjellé alakul vissza. Az 5/2 aluláteresztő szűrővel az aktuális feladatnak megfelelően kiszűrhetők a felesleges magasabb frekvenciák. Itt várhatóan ritkán van szükség változtatásra, ezért a frekvenciahatár beállítására belső kapcsolósor szolgál. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
